Първият закон на термодинамиката
Първият закон на термодинамиката, или законът за запазване на енергията за топлинни процеси, свързва количеството топлина, предадено в системата, промяната в нейната вътрешна енергия и работата, извършена от системата върху околните тела.
Една от възможните му формулировки е следната:
Количеството топлина, предадено на термодинамичната система, е равно на сумата от промяната в нейната вътрешна енергия Δ U и работата A, извършена от системата срещу външни сили.
Ако работата се извършва от външни сили върху термодинамична система, тогава, обозначавайки я A ', първият закон на термодинамиката може да бъде записан под формата на уравнението:
Ако термодинамичната система остане изолирана, тоест тя не обменя топлина с околните тела, не извършва работа срещу външни сили и външните сили не работят върху системата, тогава нейната вътрешна енергия остава постоянна.
Ако A (A ') и (или Q) не са равни на нула, тогава трябва да говорим за запазването не на вътрешната енергия на термодинамичната система, а на вътрешната енергия и енергия на всички тела, участващи в термодинамичния процес.
Ако при A = 0 (A '= 0), Q ≠ 0, то топлообменът на системата с околните тела става без трансформиране на вътрешната енергия в други видове.
Ако при Q = 0, A ≠ 0 (A '≠ 0), тогава има трансформация на един вид енергия в друг (механична във вътрешна и вътрешна в механична).
Първият закон на термодинамиката свързва три величини - Δ U, A (A '), Q .
Промяната във вътрешната енергия Δ U на термодинамичната система не зависи от метода за преход на системата от едно състояние в друго, тъй като тя по дефиниция е еднозначна функция на нейното състояние.
За разлика от Δ U, стойностите на A и Q зависят значително от естеството на процеса.
Всъщност нека газът в цилиндъра под буталото преминава от състояние А в състояние Б по три различни начина: по протежение на изотермата AB, през точка C и през точка D .